DE2810054C2

DE2810054C2 - Electronic circuit arrangement and method for its manufacture

Info

Publication number: DE2810054C2
Application number: DE2810054A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Neyagawa Fuyimoto; Masaharu Noyori
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1977-03-08
Filing date: 1978-03-08
Publication date: 1987-02-12
Also published as: US4246595A; US4356374A; DE2810054A1; CA1108305A; GB1588377A

Abstract

Principal faces of semiconductor devices (19) are bonded by means of a bond layer (17) on one face (lower face) of a heat-resistive flexible synthetic resin film (8, 16), for example, polyimide film, the other face (upper face) of the heat-resistive flexible synthetic resin film (8, 16) has bonded wiring conductor films (22) of a specified wiring pattern, and specified parts of electrode metal layers (20) or specified regions (66, 67) on the principal face of the semiconductor devices (19) and specified parts of the wiring conductor films (22) on the resin film (8, 16) are connected by conductor films (22) formed extending between them through through-holes with sloped wall (18, 18a, 32) formed on the resin film (8, 16). Also, a thin reinforcing frame (24) of a metal film, formed on said one (lower) face of the resin film (8, 16) with a specified pattern, may be connected to the wiring conductor films (22) through other through-holes (181) with sloped wall.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Herstellungsverfahren einer solchen Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.The invention relates to an electronic circuit arrangement according to the preamble of claim 1 and a manufacturing method of such a circuit arrangement according to the preamble of claim 6.

Eine derartige Schaltungsanordnung bzw. ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 38 68 724 bekannt. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung sind die durch die geraden Durchgangslöcher hindurchragenden Teile der Verdrahtungsleiter als Leitersäulen ausgebildet, an denen die Kontaktierungsflächen von Halbleiteranordnungen befestigt werden können. Eine derartige Anordnung einer Schaltungsanordnung mit flexiblem Substrat weist den Nachteil auf, daß die Halbleiteranordnung lediglich an einigen Punkten an dem Substratfilm festhängt und somit eine punktartige Belastung des Substratfilms entsteht. Diese wird umso kritischer, je schwerer die elektronische Anordnung ist, die am Substratfilm befestigt werden muß. Damit das Filmsubstrat die hohen lokalen Belastungen aushält, ist es bisher relativ dick gemacht worden, was einerseits zusätzlichen Materialbedarf des sehr teuren Substratfilmmaterials bedeutet und andererseits die Flexibilität des Substrats stark beeinträchtigt oder gar unterbindet. Zwar sind aus der US-PS 33 43 256 Durchgangslöcher mit schrägen Wänden und abgerundeten Rändern bekannt, jedoch weist auch diese Schaltungsanordnung keinen Versteifungsrahmen auf, der durch wenigstens ein Durchgangsloch mit schräger Wand mit einem oder mehreren der Verdrahtungsleiter elektrisch verbunden ist.Such a circuit arrangement or such a method is known from US-PS 38 68 724. In this known circuit arrangement, the parts of the wiring conductors that protrude through the straight through holes are designed as conductor columns to which the contact surfaces of semiconductor arrangements can be attached. Such an arrangement of a circuit arrangement with a flexible substrate has the disadvantage that the semiconductor arrangement is only attached to the substrate film at a few points, thus creating a point-like load on the substrate film. This becomes more critical the heavier the electronic arrangement that has to be attached to the substrate film. In order for the film substrate to withstand the high local loads, it has previously been made relatively thick, which on the one hand means additional material requirements for the very expensive substrate film material and on the other hand severely impairs or even prevents the flexibility of the substrate. Although through holes with sloping walls and rounded edges are known from US-PS 33 43 256, this circuit arrangement also does not have a stiffening frame which is electrically connected to one or more of the wiring conductors by at least one through hole with a sloping wall.

Aufgabe der Erfindung ist es, auch bei verringertem Materialeinsatz an Kunstharz für den flexiblen Film die mechanische Stabilität der bekannten Schaltungsanordnung zu verbessern und die Zuverlässigkeit der Metallisierung in den Durchgangslöchern zu steigern sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Schaltungsanordnung anzugeben. The object of the invention is to improve the mechanical stability of the known circuit arrangement and to increase the reliability of the metallization in the through holes, even with reduced use of synthetic resin for the flexible film, and to provide a method for producing such a circuit arrangement.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 bzw. Anspruch 6 angegebenen Merkmale; zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 1 bis 5 angegeben.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1 or claim 6; expedient further developments and embodiments of the invention are specified in subclaims 1 to 5.

Ein Vorteil der Erfindung, die Belastbarkeit des dünnen, flexiblen Substratfilms 16 zu verbessern, liegt darin, daß der Substratfilm einerseits mit einem Versteifungsrahmen 24 versehen ist und andererseits eine Befestigungsschicht 17 aufweist, über welche die elektronischen Anordnungen nur mittelbar am Substratfilm befestigt werden, so daß sich die Belastung durch das Gewicht der elektronischen Vorrichtungen gleichmäßig über die Substratfläche verteilt. Dadurch, daß der Versteifungsrahmen und die Befestigungsschicht vorgesehen sind, kann der Substratfilm auch bei geringer Dicke elektronische Vorrichtungen größeren Gewichts unproblematisch tragen. Durch Verwendung der Befestigungsschicht 17 für die Befestigung einer oder mehrerer elektronischer Anordnungen wie Halbleiteranordnungen, ist die punktuelle, lokale Belastung vom dielektrischen Substrat genommen, so daß dieses als dünner Kunststofffilm ausgebildet werden kann.An advantage of the invention, the resilience of the thin, The aim of the invention is to improve the flexibility of the flexible substrate film 16 by providing the substrate film with a stiffening frame 24 on the one hand and a fastening layer 17 on the other hand, via which the electronic arrangements are only indirectly fastened to the substrate film, so that the load from the weight of the electronic devices is evenly distributed over the substrate surface. Because the stiffening frame and the fastening layer are provided, the substrate film can easily support heavy electronic devices even when it is thin. By using the fastening layer 17 for fastening one or more electronic arrangements such as semiconductor arrangements, the point-like, local load is removed from the dielectric substrate, so that it can be designed as a thin plastic film.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß kritische Belastungen der auf dem Substratfilm aufgebrachten Leiterschichten infolge der Flexibilität des Substratfilms durch die abgerundeten Wände der Durchgangslöcher für das elektrische Verbinden der Leiterbahnen auf dem Substratfilm mit Anschlußelektroden an den elektronischen Vorrichtungen unter dem Substratfilm aufgefangen sind. Dadurch, daß die Durchgangslöcher schräge Wände aufweisen, kann man sowohl die Verdrahtungsleiter auf der Oberfläche des Kunststoffilms als auch die durch die Durchgangsöffnungen hindurchreichenden Teile der Verdrahtungsleiter in einem Herstellungsgang erzeugen, beispielsweise durch Niederschlagen. Daß die Durchgangslöcher mit schrägen Wänden versehen sind, führt zu dem weiteren Vorteil, daß bei insgesamt niedergeschlagenen Verbindungsleitern die Gefahr des Leiterbruchs am Rand der Durchgangsöffnungen stark vermindert ist, da die Abknickung zwischen den auf dem Kunststoffilm befindlichen Teilen und den in den Wänden der Durchgangslöcher befindlichen Teilen der Verdrahtungsleiter stark abgemildert ist.A further advantage of the invention is that critical loads on the conductor layers applied to the substrate film are absorbed by the rounded walls of the through holes due to the flexibility of the substrate film for electrically connecting the conductor tracks on the substrate film to connection electrodes on the electronic devices under the substrate film. Because the through holes have slanted walls, both the wiring conductors on the surface of the plastic film and the parts of the wiring conductors extending through the through holes can be produced in one production step, for example by deposition. The fact that the through holes are provided with slanted walls leads to the further advantage that with all connecting conductors deposited, the risk of conductor breakage at the edge of the through holes is greatly reduced, since the bend between the parts on the plastic film and the parts of the wiring conductors in the walls of the through holes is greatly reduced.

In vorteilhafter Weise zeichnet sich das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch aus, daß es mit relativ einfachen und wirksamen technischen Mittels eine zuverlässige Durchführung der auf dem Substratfilm befindlichen Leiterbahnen zu den Anschlußelektroden der unter dem Substratfilm befindlichen elektronischen Vorrichtungen ermöglicht. Abgeschrägte Ränder der Durchgangslöcher für die Durchführung der Metallisierung werden durch Plasmaätzung erhalten. Diese Methode hat den Vorteil, daß keine speziellen Masken erforderlich sind und daß man abgerundete Umfangsteile der Durchgangslöcher mit recht gutem Ergebnis und auf effiziente Weise erhält.The method according to the invention is advantageously characterized in that it enables reliable passage of the conductor tracks located on the substrate film to the connection electrodes of the electronic devices located under the substrate film using relatively simple and effective technical means. Beveled edges of the through holes for carrying out the metallization are obtained by plasma etching. This method has the advantage that no special masks are required and that rounded peripheral parts of the through holes are obtained with quite good results and in an efficient manner.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, welche mit den Fig. 1 bis 7 illustriert sind. Es zeigtIn the following, the invention is explained using embodiments which are illustrated with Fig. 1 to 7. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf eineAusführungsform einer elektronischen Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung; Fig. 1 is a plan view of an embodiment of an electronic circuit arrangement according to the invention;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht in der Schnittebene I-I der Fig. 1; Fig. 2 is a cross-sectional view in section plane II of Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer elektronischen Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, die einen ähnlichen Aufbau wie die der Fig. 1 aufweist, jedoch mehr Halbleiteranordnungen besitzt; Fig. 3 is a plan view of another embodiment of an electronic circuit arrangement according to the invention, which has a similar structure to that of Fig. 1, but has more semiconductor devices;

Fig. 4(a) bis 4(i) Querschnittsansichten zur Darstellung verschiedener Schritte eines Herstellungsverfahrens für eine Ausführungsform einer elektronischen Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung; 4 (a) to 4(i) are cross-sectional views illustrating various steps of a manufacturing method for an embodiment of an electronic circuit device according to the invention;

Fig.5 (a) bis 5(f) Querschnittsansichten zur Erläuterung verschiedener Schritte eines Beispiels eines Herstellungsverfahrens für eine andere Ausführungsform einer elektronischen Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung; 5 (a) to 5(f) are cross-sectional views for explaining various steps of an example of a manufacturing method for another embodiment of an electronic circuit device according to the invention;

Fig. 6(a) eine fragmentarische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung; Fig. 6(a) is a fragmentary perspective view of another embodiment according to the invention;

Fig. 6(b) eine Querschnittsansicht längs der Schnittlinie II-II in Fig. 6(a); Fig. 6(b) is a cross-sectional view taken along the line II-II in Fig. 6(a);

Fig. 7(a) eine Perspektivansicht eines Beispiels eines Metallrahmens, der als Verstärkung verwendet wird und auf einer Fläche eines wärmebeständigen und flexiblen Kunststoffilms befestigt wird; und Fig. 7(a) is a perspective view of an example of a metal frame used as a reinforcement and fixed on a surface of a heat-resistant and flexible plastic film; and

Fig. 7(b) eine Perspektivansicht eines wärmebeständigen und flexiblen Kunststoffilms mit dem Metallrahmen nach Fig. 7(a), der auf der unteren Oberfläche des Kunststoffilms befestigt ist. Fig. 7(b) is a perspective view of a heat-resistant and flexible plastic film with the metal frame of Fig. 7(a) fixed on the lower surface of the plastic film.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Darstellung der Fig. 1 erläutert, und danach werden verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt.The present invention will now be explained in detail with reference to the illustration of Fig. 1, and thereafter various preferred embodiments of the present invention will be shown.

Ein erstes Beispiel wird anhand der Fig. 1, die eine Draufsicht auf das erste Beispiel zeigt, und der Fig. 2, die eine Querschnittsansicht längs der Schnittlinie I-I in Fig. 1 zeigt, erläutert. In den Fig. 1 und 2 kennzeichnet die Bezugsziffer 16 einen dünnen Harzfilm aus wärmebeständigem flexiblem Kunststoff. Ein bevorzugtes Beispiel ist ein 10 µm bis 50 µm dicker Polyimidfilm. Ein Polyamidfilm oder ein Polyesterfilm der gleichen Dicke kann ebenfalls verwendet werden. Auf der unteren Oberfläche des Kunststoffilms 16 ist eine Befestigungsschicht 17 gebildet. Für das Material der Befestigungsschicht 17 wird FEP (fluoriertes Äthylenpropylen-)Harz oder Epoxyharz bevorzugt. Bei der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, aus zwei oder drei Schichten zusammengesetzte Folien zu verwenden, die einen Polyimidfilm aufweisen sowie einen FEP-Film (und von der E.I. du Pont de Nemours and Company in den USA unter der Bezeichnung KAPTON auf den Markt gebracht worden sind). Beispielsweise besitzt KAPTON einen Dreischichtenaufbau aus FEP (2,5 µm)-Polyimid(25 µm)- FEP(2,5 µm). Eine der FEP-Schichten wurde durch Ätzen entfernt, um die Doppelschicht für die erfindungsgemäßen Zwecke zu erzeugen. Die Dicke der Befestigungsschicht 17 liegt im Bereich von 1 bis 5 µm und sollte sehr dünn sein. Auf der Oberfläche des Harzfilms 16 ist eine Kupferschicht durch bekanntes Niederschlagen gebildet worden, und eine Verdrahtungsschicht 22 mit einem spezifischen Muster ist erzeugt worden, indem die Kupferschicht unter Verwendung einer bekannten Photolithographie selektiv geätzt worden ist. Im Harz- oder Kunststoffilm 16 sind an speziellen Stellen durch bekanntes chemisches Ätzen mit einer starken Alkalilösung Löcher gebildet worden. Ferner sind durch Verwendung einer Plasmaätzung Löcher in der Befestigungsschicht 17 erzeugt worden, wodurch durchgehende Löcher 18, die sowohl den Harzfilm 16 wie auch die Befestigungsschicht 17 durchdringen, gebildet worden sind. Beim Bilden der durchgehenden Löcher 18 ist es zu bevorzugen, die Lösungskonzentration, die Lösungstemperatur und die Zeit zu steuern, damit die Wände der durchgehenden Löcher 18 eine Schräge mit einem Winkel von 30° bis 60° gegenüber der Achse der Löcher 18 aufweisen. Der Halbleiterchip 19 mit der integrierten Schaltung besitzt auf einer Oberfläche Elektroden 20, und die nicht von den Elektroden 20 belegten Teile dieser Oberfläche sind durch eine bekannte gewöhnliche Schutzschicht 21 aus SiO₂, die durch CVD (chemische Gasphasenabscheidung) gebildet sind, bedeckt.A first example will be explained with reference to Fig. 1 which is a plan view of the first example and Fig. 2 which is a cross-sectional view taken along line II in Fig. 1. In Figs. 1 and 2, reference numeral 16 denotes a thin resin film made of heat-resistant flexible plastic. A preferred example is a polyimide film of 10 µm to 50 µm thick. A polyamide film or a polyester film of the same thickness may also be used. An attachment layer 17 is formed on the lower surface of the plastic film 16. For the material of the attachment layer 17 , FEP (fluorinated ethylene propylene) resin or epoxy resin is preferred. In the present invention, it is advantageous to use two- or three-layer composite films comprising a polyimide film and an FEP film (marketed by EI du Pont de Nemours and Company in the U.S.A. under the name KAPTON). For example, KAPTON has a three-layer structure of FEP (2.5 µm)-polyimide (25 µm)-FEP (2.5 µm). One of the FEP layers was removed by etching to form the double layer for the purposes of the invention. The thickness of the attachment layer 17 is in the range of 1 to 5 µm and should be very thin. A copper layer has been formed on the surface of the resin film 16 by known deposition, and a wiring layer 22 having a specific pattern has been formed by selectively etching the copper layer using known photolithography. Holes have been formed in the resin or plastic film 16 at specific locations by known chemical etching with a strong alkali solution. Furthermore, holes have been formed in the attachment layer 17 by using plasma etching, thereby forming through holes 18 penetrating both the resin film 16 and the attachment layer 17 . When forming the through holes 18, it is preferable to control the solution concentration, the solution temperature and the time so that the walls of the through holes 18 have a slope at an angle of 30° to 60° with respect to the axis of the holes 18. The semiconductor chip 19 with the integrated circuit has electrodes 20 on one surface, and the surfaces not covered by the electrodes 20 occupied parts of this surface are covered by a known ordinary protective layer 21 of SiO ₂ formed by CVD (chemical vapor deposition).

Die Halbleitervorrichtung 19 wird durch thermisches Pressen bei 300°C bis 350°C auf der Befestigungsschicht 17 befestigt, nachdem die Elektroden 20 auf den durchgehenden Löchern 18 positioniert worden sind. Da der Harzfilm 16 dünn und folglich meist transparent ist, ist die Positionierung leicht. Es ist auch recht wirkungsvoll, daß eine Anzahl von Halbleitervorrichtungen 19 gleichzeitig gebondet oder befestigt werden kann.The semiconductor device 19 is mounted on the mounting layer 17 by thermal pressing at 300°C to 350°C after the electrodes 20 are positioned on the through holes 18. Since the resin film 16 is thin and thus mostly transparent, the positioning is easy. It is also quite effective that a number of semiconductor devices 19 can be bonded or mounted at the same time.

In der Figur weist die obere Oberfläche des Harzfilms 16 das Verdrahtungsleitermuster 22 auf, und auf der entgegengesetzten Oberfläche, nämlich der unteren Oberfläche, sind mit Hilfe der Befestigungsschicht 17 mehrere Halbleiteranordnungen 19, . . . befestigt. Bei den Verdrahtungsleiterschichten handelt es sich um doppelschichtige Metallschichten, wobei die untere, auf dem Harzfilm 16 gebildete dünne Schicht aus Ti oder Cr und die darüberliegende dickere Schicht aus Cu gebildet ist. Die untere Schicht aus Cr oder Ti dient als Verunreinigungssperrschicht, die verhindert, daß das darüberliegende Kupfer durch die Al-Elektrodenschicht 20 in die Halbleiteranordnung 19 diffundiert, und gleichzeitig verbessert die untere Cr- oder Ti-Schicht die Haftung des Cu-Verdrahtungsleiters 22 auf dem Harzfilm 16. Beispielsweise werden die doppelschichtigen Verdrahtungsleiter 22 durch einen bekannten Niederschlag gebildet, wobei der Harzfilm 16 eine Temperatur von 150 bis 250°C aufweist, und durch ein (folgendes) Plattieren, um die Dicke der oberen Cu-Schicht zu erhöhen. Für die vorliegende Erfindung bedeutet Niederschlagen eine Methode wie Aufdampfen, Aufstäuben, nichtelektrolytisches Plattieren und Ionenplattieren. Jede der genannten Methoden kann verwendet werden. Dann wird die doppelschichtige Leiterschicht unter Verwendung der bekannten Photolithographie selektiv geätzt, um ein spezielles Verdrahtungsmuster zu bilden. Dieses Verdrahtungsmuster kann durch Verwendung einer Metallmaske erzeugt werden, wenn keine hohe Genauigkeit erwartet wird. In diesem Stadium sind die Verdrahtung 22 und die Elektroden 20 der Halbleiteranordnung 19 verbunden durch die doppelschichtige Metallschicht, die in den durchgehenden Löchern 18 gebildet ist, die sich durchgehend von dem Verdrahtungsleiter 22 zum Kontaktierungsteil der Elektroden 20 erstrecken. Eine Schutzbedeckungsschicht 23 für die Halbleiteranordnung 19 kann aus Siliconharz oder Epoxyharz bestehen oder aus Metall, wenn eine Wärmesenke zur Wärmeleitung erwogen wird. Diese Bedeckungsschicht 23 mag für manche Fälle nicht erforderlich sein. Auf der unteren Oberfläche des Harzfilms 16, nämlich der Oberfläche, die jener mit dem Verdrahtungsleiter 22 gegenüberliegt, ist ein Versteifungsträger 24 zum Tragen des Films 16 gebildet. Der Versteifungsträger 24 besteht beispielsweise aus einem Metallrahmen, und er ist rund um die Vorrichtung 19 mittels der Befestigungsschicht 17 befestigt. Die Notwendigkeit für die Abschrägung der Wand des durchgehenden Loches ergibt sich, wenn eine elektrische Verbindung unter Verwendung des durchgehenden Loches 18 zwischen dem Verdrahtungsleiter 22 und anderen Teilen hergestellt wird. Die schräge Wand, aufgrund welcher die Durchbohrung an der oberen Oberfläche der Verdrahtung 22 einen größeren Durchmesser aufweist als auf der entgegengesetzten (unteren) Oberfläche des Harzfilms 16, ermöglicht die Bildung einer dickeren und zuverlässigeren Metallschicht durch Niederschlagen und Plattieren in einem Umfangsteil der Durchbohrungen 18. Wenn die Neigung der Schräge zu steil ist, entsteht ein Schattenproblem bei der Bildung der Metallschicht und außerdem ein Spaltproblem beim nachfolgenden Plattieren. Wenn die Schräge der Durchbohrung dagegen zu flach ist, wird der Durchmesser an der Oberfläche des Verdrahtungsleiters 22 zu groß, wodurch ein Verbindungsproblem mit der benachbarten Durchbohrung entsteht.In the figure, the upper surface of the resin film 16 has the wiring conductor pattern 22 , and on the opposite surface, namely the lower surface, a plurality of semiconductor devices 19 , . . . are fixed by means of the fixing layer 17. The wiring conductor layers are double-layered metal layers, wherein the lower thin layer formed on the resin film 16 is formed of Ti or Cr and the overlying thicker layer is formed of Cu. The lower layer of Cr or Ti serves as an impurity barrier layer which prevents the overlying copper from diffusing through the Al electrode layer 20 into the semiconductor device 19 , and at the same time, the lower Cr or Ti layer improves the adhesion of the Cu wiring conductor 22 to the resin film 16 . For example, the double-layered wiring conductors 22 are formed by a known deposition with the resin film 16 having a temperature of 150 to 250°C and by plating to increase the thickness of the upper Cu layer. For the present invention, deposition means a method such as vapor deposition, sputtering, non-electrolytic plating and ion plating. Any of the above methods may be used. Then, the double-layered conductor layer is selectively etched using the known photolithography to form a specific wiring pattern. This wiring pattern may be formed by using a metal mask if high accuracy is not expected. At this stage, the wiring 22 and the electrodes 20 of the semiconductor device 19 are connected by the double-layered metal layer formed in the through holes 18 extending continuously from the wiring conductor 22 to the contacting part of the electrodes 20 . A protective covering layer 23 for the semiconductor device 19 may be made of silicone resin or epoxy resin, or of metal when a heat sink for heat conduction is considered. This covering layer 23 may not be necessary in some cases. On the lower surface of the resin film 16 , namely, the surface opposite to that with the wiring conductor 22 , a stiffening support 24 for supporting the film 16 is formed. The stiffening support 24 is made of, for example, a metal frame, and is fixed around the device 19 by means of the fixing layer 17. The need for the beveling of the wall of the through hole arises when an electrical connection is made using the through hole 18 between the wiring conductor 22 and other parts. The slanted wall, due to which the through hole on the upper surface of the wiring 22 has a larger diameter than that on the opposite (lower) surface of the resin film 16 , enables a thicker and more reliable metal layer to be formed by deposition and plating in a peripheral part of the through holes 18. If the slope of the slope is too steep, a shadow problem occurs in the formation of the metal layer and also a gap problem occurs in the subsequent plating. On the other hand, if the slope of the through hole is too shallow, the diameter on the surface of the wiring conductor 22 becomes too large, causing a connection problem with the adjacent through hole.

Wenn bei einem praktischen Beispiel der Erfindung die Halbleiteranordnungen 19 auf dem Harzfilm 16 befestigt werden, kann eine Anzahl Halbleiteranordnungen 19 durch die Befestigungsschicht 17 gleichzeitig befestigt werden. Der bequemste Weg der Befestigung besteht darin, die Anordnungen 19 durch einen Erwärmungsofen zu schicken, während mit einer großen Preßplatte ein gleicher Druck auf eine Anzahl von Anordnungen 19 ausgeübt wird, nachdem die Halbleiteranordnungen 19 mittels einer einfachen Lehre positioniert worden sind. Wenn der Verdrahtungsleiter 22 durch Niederschlagen gebildet ist, werden Verbindungen zwischen den Verdrahtungsleitern 22 und den Elektroden 20 auf den Halbleiteranordnungen 19 durch die Durchbohrungen 18 hindurch erzeugt.In a practical example of the invention, when the semiconductor devices 19 are mounted on the resin film 16 , a number of semiconductor devices 19 can be mounted at the same time through the mounting layer 17. The most convenient way of mounting is to pass the devices 19 through a heating furnace while applying equal pressure to a number of devices 19 with a large press plate after the semiconductor devices 19 have been positioned by means of a simple jig. When the wiring conductor 22 is formed by deposition, connections are made between the wiring conductors 22 and the electrodes 20 on the semiconductor devices 19 through the through holes 18 .

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Methode ist die Anzahl der Herstellungsschritte im Vergleich zur oben erwähnten Filmträgertechnologie beträchtlich verringert, und die Zuverlässigkeit ist außerdem erheblich besser.By applying the method of the invention, the number of manufacturing steps is considerably reduced compared to the above-mentioned film carrier technology, and the reliability is also considerably improved.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten erfindungsgemäßen Beispiel sind die Halbleitervorrichtungen 19 und der Harzfilm 16 mit der Befestigungsschicht 17 dazwischen Seite an Seite befestigt, und es existieren keine großen Öffnungen, welche die Festigkeit des Films 16 beeinträchtigen, und folglich reicht ein recht dünner Harzfilm 16 mit einer Dicke von 10 bis 50 µm für diesen Zweck aus. Dies ermöglicht es, die Gesamtdicke der Anordnung noch dünner zu machen, und Materialkosten, die im wesentlichen durch den teuren Polyimidfilm für den Harzfilm 16 verursacht werden, können beträchtlich verringert werden.In the example of the present invention shown in Figs. 1 and 2, the semiconductor devices 19 and the resin film 16 are attached side by side with the attachment layer 17 therebetween, and there are no large openings which impair the strength of the film 16 , and thus a fairly thin resin film 16 having a thickness of 10 to 50 µm is sufficient for this purpose. This makes it possible to make the overall thickness of the device even thinner, and material costs caused mainly by the expensive polyimide film for the resin film 16 can be considerably reduced.

Die Verdrahtungsleiter 22 des praktischen Beispiels gemäß Fig. 1 und 2 sind durch Niederschlagen gebildet, dem meist ein anschließendes Plattieren folgt, und ihre Dicke beläuft sich auf 2 bis 15 µm. Die Dicke der Kupferfolie, wie sie bei dem die Filmträgertechnologie verwendenden Verfahren benutzt wird, beläuft sich auf eine beachtliche Dicke von 35 µm, und daher wird die Rauhigkeit der Oberfläche der ersten Verdrahtungsleiterschicht groß. Eine solche rauhe Oberfläche der Filmträgertechnologie-Vorrichtung führt zu dem Problem der Wahrscheinlichkeit, daß am Verbindungsteil mit dem Verdrahtungsleiter 12 der zweiten (darüberliegenden) Schicht, d. h. an der Kreuzungsstelle von zweitem und erstem Verdrahtungsleiter, eine Unterbrechung auftritt. Dies ist ein zu einer geringen Zuverlässigkeit führender Mangel einer Filmträgertechnologie-Vorrichtung.The wiring conductors 22 of the practical example shown in Figs. 1 and 2 are formed by deposition, usually followed by plating, and their thickness is 2 to 15 µm. The thickness of the copper foil used in the method using the film-based technology is as large as 35 µm, and therefore the roughness of the surface of the first wiring conductor layer becomes large. Such a rough surface of the film-based technology device causes a problem of the likelihood of a disconnection occurring at the connection part with the wiring conductor 12 of the second (overlying) layer, that is, at the intersection of the second and first wiring conductors. This is a defect of a film-based technology device resulting in low reliability.

Beim erfindungsgemäßen Beispiel brauchen die Verdrahtungsleiter 22 das Gewicht der Halbleiteranordnungen 19 nicht zu tragen, und deshalb weisen die Verdrahtungsleiter 22 keine mechanische Stärke auf. Deshalb ist es möglich, die Verdrahtungsleiter 22 aus dünnen Metallschichten zu bilden. Der Metallträger für die Versteifung, d. h. der Metallrahmen 24, erstreckt sich zu Umfangsteilen des Harzfilms 16, wie es Fig. 1 zeigt. Der Zweck dieses Trägers ist es, den Harzfilm 16 zu versteifen und dessen Krümmung oder Verwerfung zu verhindern. Wenn die Filmfläche groß ist, sollte sich der Rahmen vorzugsweise zu den Mittelteilen erstrecken, um den Umfang der Halbleitervorrichtung 19 zu umgeben, wie es durch Fig. 1 gezeigt ist.In the example of the present invention, the wiring conductors 22 do not need to bear the weight of the semiconductor devices 19 , and therefore the wiring conductors 22 have no mechanical strength. Therefore, it is possible to form the wiring conductors 22 from thin metal layers. The metal support for stiffening, ie, the metal frame 24 , extends to peripheral parts of the resin film 16 as shown in Fig. 1. The purpose of this support is to stiffen the resin film 16 and prevent its curvature or warping. When the film area is large, the frame should preferably extend to the central parts to surround the periphery of the semiconductor device 19 as shown by Fig. 1.

Wenn der Metallrahmen 24 so konstruiert ist, daß er die Halbleiteranordnung 19 umgibt, führt dies nicht nur zu einer Versteifung des Harzfilms 16, sondern der Metallrahmen hat auch die Wirkung einer Barriere gegen Spritzer eines geschmolzenen Harzbreis, der vorzugsweise zur dauernden Bedeckung der Halbleiteranordnungen 19 und benachbarter Teile aufgetragen wird, um eine Schutzschicht 23 zu erzeugen. Die Dicke des versteifenden Metallrahmens 24 reicht vorzugsweise von 30 µm bis 500 µm und bevorzugtes Material hierfür ist Cu, rostfreier Stahl oder Fe.When the metal frame 24 is designed to surround the semiconductor device 19 , not only does this result in a stiffening of the resin film 16 , but the metal frame also acts as a barrier against splashes of a molten resin slurry which is preferably applied to permanently cover the semiconductor devices 19 and adjacent parts to form a protective layer 23. The thickness of the stiffening metal frame 24 preferably ranges from 30 µm to 500 µm and the preferred material therefor is Cu, stainless steel or Fe.

Die Auswahl der Materials hängt vom Verdrahtungsmaterial ab. Wenn es sich bei dem Material für den Verdrahtungsleiter 22 beispielsweise um Cu handelt und das Verdrahtungsmuster durch Photolithographie und Ätzen gebildet wird, muß man ein Metall wie rostfreien Stahl verwenden, der beständig gegenüber der FeCl₃ -Lösung ist, die als Ätzlösung für den Cu-Verdrahtungsleiter 22 benutzt wird.The selection of the material depends on the wiring material. For example, when the material for the wiring conductor 22 is Cu and the wiring pattern is formed by photolithography and etching, it is necessary to use a metal such as stainless steel which is resistant to the FeCl ₃ solution used as the etching solution for the Cu wiring conductor 22 .

Wenn ein dünner Metallrahmen 24 verwendet wird, werden zwischen dem Film 16 und dem Metallrahmen 24 beim Befestigungsvorgang keine Blasen eingeschlossen, und die Befestigung ist sehr stark. Auch kann ein dünner Rahmen in kurzer Zeit leicht auf eine Platte mit einer gedruckten Schaltung gelötet werden, da ein solcher dünner Rahmen keine unnötige große Wärmekapazität aufweist.When a thin metal frame 24 is used, no bubbles are trapped between the film 16 and the metal frame 24 in the fixing process, and the fixing is very strong. Also, a thin frame can be easily soldered to a printed circuit board in a short time because such a thin frame does not have an unnecessarily large heat capacity.

Fig. 3 zeigt ein abgewandeltes Beispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem sich mehr als eine Halbleiteranordnung 19 auf dem Harzfilm 16 befinden, während die Grundstruktur derjenigen der Fig. 1 und 2 ähnelt. Für diesen Fall können die gleichen Wirkungen erwartet werden wie sie für den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Fall erläutert worden sind. Fig. 3 shows a modified example of the present invention in which more than one semiconductor device 19 is provided on the resin film 16 while the basic structure is similar to that of Figs. 1 and 2. In this case, the same effects as explained for the case shown in Figs. 1 and 2 can be expected.

Als Verteilungsrahmen 24 sind auch isolierendes Harz, Keramik usw. verwendbar.Insulating resin, ceramics, etc. can also be used as the distribution frame 24 .

Wie zuvor beschrieben, kann bei den Fig. 1, 2 und 3 durch die Befestigungsschicht 17 mehr als eine Halbleiteranordnung auf einer der Oberflächen des hitzebeständigen und flexiblen Kunststoffilms 16 befestigt werden. Eine Vielschichtverdrahtung kann auf derjenigen Oberfläche gebildet werden, die jener entgegengesetzt ist, auf der sich die Halbleiteranordnungen befinden. Elektroden 20 der Halbleiteranordnungen 19 und spezielle Teile der Verdrahtungsleiter 22 sind elektrisch verbunden, und zwar mit Hilfe der Metallschichten, die auf den geneigten Wänden der Durchbohrungen 18 gebildet worden sind. Dieser Prozeß führt zu extrem dünnen und zuverlässigen IC-Anordnungen auf Massenproduktionsbasis, und zwar mit einer Verringerung bezüglich der Arbeitsschritte. Das erfindungsgemäße Verfahren hat die Vorteile, daß die Materialkosten billig sind und daß durch Erhöhung der Verdrahtungsdichte eine hohe Integration möglich wird.As previously described, in Figs. 1, 2 and 3, more than one semiconductor device can be mounted on one of the surfaces of the heat-resistant and flexible plastic film 16 by the mounting layer 17. Multilayer wiring can be formed on the surface opposite to that on which the semiconductor devices are located. Electrodes 20 of the semiconductor devices 19 and specific parts of the wiring conductors 22 are electrically connected by means of the metal layers formed on the inclined walls of the through holes 18. This process results in extremely thin and reliable IC devices on a mass production basis with a reduction in the number of working steps. The method of the present invention has the advantages that the material cost is inexpensive and that high integration is possible by increasing the wiring density.

In den Fig. 1 und 2 kann das Harzfilmsubstrat 16, das für sich alleine nicht leicht zu handhaben ist, durch Kombinieren mit dem Versteifungsrahmen 24 dünner und leicht zu handhaben gemacht werden.In Figs. 1 and 2, the resin film substrate 16 , which is not easy to handle by itself, can be made thinner and easy to handle by combining with the stiffening frame 24 .

Speziell wenn eine elektrische Messung durchgeführt wird oder die elektronische Schaltungsanordnung gemäß diesem Beispiel auf einer gedruckten Schaltung befestigt wird, ist der Wirkungsgrad für diese Arbeit verbessert, und folglich ist eine Gesamtkostenreduzierung möglich. Dieser Faktor wirkt sich stark aus beim Einbau der Halbleiteranordnung durch das drahtlose Bonden.Especially when an electrical measurement is performed or the electronic circuit device according to this example is mounted on a printed circuit board, the efficiency for this work is improved and consequently a total cost reduction is possible. This factor has a great effect on the mounting of the semiconductor device by the wireless bonding.

Überdies macht es der Aufbau mit dem Versteifungsrahmen aufgrund von dessen Barrierenwirkung gegen geschmolzenes Beschichtungsharz möglich, die elektronische Schaltungsanordnung mit einer gleichmäßigeren Qualität herzustellen, wenn die Harzbeschichtung auf dem Halbleiter verwendet wird.Moreover, the structure with the stiffening frame makes it possible to manufacture the electronic circuitry with a more uniform quality when the resin coating is used on the semiconductor due to its barrier effect against molten coating resin.

Untersuchungen der Erfinder haben ergeben: Wenn die Verdrahtung 22 auf der Isolierschicht durch Aufdampfen erzeugt wird, ist die Wahrscheinlichkeit, daß eine elektrische Unterbrechung auftritt, gegeben, wenn Umfangsteile der Durchbohrung 18 im Film 16 eine scharfe Kante aufweisen. Um diesen Mangel zu überwinden, wird ein spitzer Winkel des Umfangsteils rund um die Durchbohrung 18 in einen sanft abfallenden Umfang geändert, und eine Unterbrechung ist vermieden. Die Methode zur Entfernung der spitzen Randkante an der Umfangsstelle der Durchbohrung 18 wird anhand verschiedener Schritte der Fig. 4 erläutert, die eine Querschnittsansicht verschiedener Stufen des Durchbohrungsteils des Harzfilms 16 zeigt.According to the inventors' investigations, when the wiring 22 is formed on the insulating layer by vapor deposition, if peripheral parts of the through hole 18 in the film 16 have a sharp edge, electrical disconnection is likely to occur. To overcome this defect, an acute angle of the peripheral part around the through hole 18 is changed to a gently sloping periphery, and disconnection is avoided. The method for removing the sharp edge at the peripheral part of the through hole 18 will be explained by referring to various steps of Fig. 4 which is a cross-sectional view of various stages of the through hole part of the resin film 16 .

Als erstes wird mit Hilfe einer bekannten Methode eine Photoresistmaske (Photolackmaske) 31 mit einem speziellen Muster, das eine Öffnung 315 aufweist, auf dem Harzfilm 16 erzeugt (Fig. 4(c)). Dann wird derjenige Teil des Harzfilms 16, der durch die Öffnung 315 belichtet worden ist, durch eine bekannte Ätzmethode selektiv entfernt, um eine Durchbohrung 32 (Fig. 4(d)) zu erzeugen.First, a photoresist mask 31 having a specific pattern including an opening 315 is formed on the resin film 16 by a known method ( Fig. 4(c)). Then, the portion of the resin film 16 exposed through the opening 315 is selectively removed by a known etching method to form a through hole 32 ( Fig. 4(d)).

Ein zu bevorzugendes Ätzmittel für diesen Prozeß ist eine Alkalilösung, als typische Lösung NaOH. Die Durchbohrung 32 kann gebildet werden, indem bei einem Harzfilm 16 mit einer Dicke von 25 µm etwa 10 bis 15 Minuten geätzt wird. Der Durchmesser der Durchbohrung sollte für die integrierten Halbleiterschaltungen etwa 100 µm sein. Die FEP-Schicht 17 bleibt nach dem Ätzen zurück, da sie von Alkali nicht gelöst wird. Die Wand der Durchbohrung 32 sollte gegenüber der Oberfläche des Harzfilms 16 einen Winkel von vorzugsweise 30 bis 60° aufweisen.A preferable etchant for this process is an alkali solution, typically NaOH. The through hole 32 can be formed by etching a resin film 16 having a thickness of 25 µm for about 10 to 15 minutes. The diameter of the through hole should be about 100 µm for the semiconductor integrated circuits. The FEP layer 17 remains after etching because it is not dissolved by alkali. The wall of the through hole 32 should have an angle of preferably 30 to 60° with respect to the surface of the resin film 16 .

Wird als Ausgangsmaterial ein Harzfilm 16 verwendet, der mit einer dünnen Metallschicht (beispielsweise 2 bis 20 µm Cu oder Ni) bedeckt ist, wie es in Fig. 4(a) gezeigt ist, ist eine Photolackschicht 31 mit einem speziellen Muster auf der dünnen Metallschicht 30 zu bilden. Anschließend wird die Metallschicht 30 unter Verwendung der darauf gebildeten Photolackmaske 31 geätzt, um eine Öffnung 305 zu erzeugen. Dann wird der Harzfilm 16 in dem Teil 165, der durch die Öffnung 305 freigelegt worden ist, auf bekannte Art in ähnlicher Weise, wie sie für den in Fig. 4(d) gezeigtenFall dargestellt ist, weggeätzt.When a resin film 16 covered with a thin metal layer (for example, 2 to 20 µm Cu or Ni) as shown in Fig. 4(a) is used as a starting material, a photoresist layer 31 having a specific pattern is to be formed on the thin metal layer 30. Then, the metal layer 30 is etched using the photoresist mask 31 formed thereon to form an opening 305. Then, the resin film 16 in the part 165 exposed by the opening 305 is etched away in a known manner in a manner similar to that shown for the case shown in Fig. 4(d).

Nach diesem Vorgang wird die Photolackschicht 31 (im Fall der Fig. 4(a) und 4(b) auch die Metallschicht 30) entfernt, wie es in Fig. 4(e) dargestellt ist.After this process, the photoresist layer 31 (in the case of Fig. 4(a) and 4(b) also the metal layer 30 ) is removed, as shown in Fig. 4(e).

Der Rand 33 des Umfangs der Durchbohrung 32 besitzt eine scharfe Querschnittskante, die für die elektrische Unterbrechung der später auf ihr gebildeten Verdrahtungsmetallschicht verantwortlich ist. Deshalb wird dieser scharfe Rand 33 in einer späteren Herstellungsstufe vorzugsweise in eine runde, weiche Kante geändert. Dann wird die Halbleiteranordnung 19 auf der FEP-Befestigungsschicht 17 befestigt, so daß sie sich bezüglich des Harzfilms 16 auf der der Durchbohrung 32 entgegengesetzten Oberfläche befindet (Fig. 4(f)). Alle Verdrahtungen 20 sind vor dieser Befestigung auf der befestigten Oberfläche der Halbleiteranordnung 19 gebildet worden. Die Halbleiteranordnung 19 wird bei etwa 300°C unter Druckanwendung an der FEP-Schicht 17 befestigt.The edge 33 of the periphery of the through hole 32 has a sharp cross-sectional edge which is responsible for the electrical interruption of the wiring metal layer later formed thereon. Therefore, this sharp edge 33 is preferably changed to a round, soft edge at a later stage of manufacture. Then, the semiconductor device 19 is mounted on the FEP mounting layer 17 so that it is located on the opposite surface of the through hole 32 with respect to the resin film 16 ( Fig. 4(f)). All wirings 20 are on the mounted surface of the semiconductor device 19 prior to this mounting. The semiconductor device 19 is attached to the FEP layer 17 at about 300°C under pressure.

Als nächstes wird auf dem Polyimidfilm 16 eine Metallmaske 34 zum Maskieren eines spezifizierten Teils gegen eine Oxidplasmaätzung gebildet. Die Öffnung 34&min; der Maske 34 wird etwas größer gemacht als der Durchmesser des oberen Endteils der zuvor erzeugten Durchbohrung 32. Diese Maske wird nach ihrer Positionierung bezüglich der Durchbohrung 32 festgeheftet. Ein geeignetes Material für die Maske 34 ist rostfreier Stahl, der oxidationsbeständig ist, und die geeignete Dicke ist 30 µm bis 300 µm, was vom Durchmesser abhängt. Dann folgt ein Plasmaätzprozeß. Wenn der Harzfilm 16 genügend dick ist, kann die Plasmaätzung ohne die Verwendung der Maske 34 durchgeführt werden. Es gibt zwei Ziele für diesen Plasmaätzvorgang. Ein Ziel besteht darin, jenen Teil der FEP-Befestigungsschicht 17 zu entfernen, welcher am Boden der Durchbohrung 32 frei liegt. Das andere Ziel besteht darin, die Schräge des Umfangsteils der Durchbohrung 32 sanfter und dadurch den Rand runder zu machen. Fig. 4(h) zeigt den Zustand nach dem Entfernen des frei liegenden Teils der Befestigungsschicht 17. Als Folge der Plasmaätzung besitzt die abgeschrägte Wand der Durchbohrung 32 nun zwei Teile: einen unteren, steileren Teil 35 und einen oberen, flacheren Teil 36. Dadurch ist der Umfangsrand der Durchbohrung abgerundet.Next, a metal mask 34 for masking a specified portion against oxide plasma etching is formed on the polyimide film 16. The opening 34' of the mask 34 is made slightly larger than the diameter of the upper end portion of the previously formed through hole 32. This mask is pinned after being positioned relative to the through hole 32. A suitable material for the mask 34 is stainless steel which is resistant to oxidation, and the suitable thickness is 30 µm to 300 µm depending on the diameter. Then, a plasma etching process follows. If the resin film 16 is sufficiently thick, plasma etching can be carried out without using the mask 34. There are two purposes for this plasma etching process. One purpose is to remove that portion of the FEP attachment layer 17 which is exposed at the bottom of the through hole 32 . The other aim is to make the slope of the peripheral part of the through hole 32 gentler and thereby make the edge more rounded. Fig. 4(h) shows the state after removing the exposed part of the fixing layer 17. As a result of the plasma etching, the sloped wall of the through hole 32 now has two parts: a lower, steeper part 35 and an upper, flatter part 36. As a result, the peripheral edge of the through hole is rounded.

Bei dieser mit Hilfe einer Maske durchgeführten Plasmaätzung ist es eine notwendige Bedingung, daß die Metallmaske 34 eine weitere Öffnung aufweist als die Durchbohrung 32, und es ist wichtig, eine geeignete Ätzgeschwindigkeit durch das Sauerstoffplasma zu wählen. Selbst wenn das Loch 32 keine Durchbohrung darstellt und eine restliche dünne Schicht des Harzfilms 16 am Boden des Lochs 32 übriggeblieben ist, kann der restliche dünne Teil durch den Sauerstoffplasmaätzvorgang entfernt werden. Folglich ist es nicht wichtig, ob es sich beim Loch 32 um eine Durchbohrung oder um ein Loch mit Boden handelt.In this plasma etching by means of a mask, it is a necessary condition that the metal mask 34 has a wider opening than the through hole 32 , and it is important to select an appropriate etching speed by the oxygen plasma. Even if the hole 32 is not a through hole and a residual thin layer of the resin film 16 is left at the bottom of the hole 32 , the residual thin part can be removed by the oxygen plasma etching. Therefore, it is not important whether the hole 32 is a through hole or a bottomed hole.

Schließlich wird mit Hilfe eines bekannten Prozesses die Metallmaske 34 entfernt, und auf dem spezifizierten Teil der Oberfläche der frei liegenden Elektrode 20 des Halbleiters 19 und auf der schrägen Wand 35, 36 der Durchbohrung 32 im Polyimidfilm 16 wird selektiv eine Metallverdrahtungsschicht 22 gebildet, und zwar durch Niederschlagen und/oder Plattieren, um eine gewünschte Dicke zu erhalten. Die Verdrahtungsschicht 22 stellt eine elektrische Verbindung zwischen den Elektroden 20 der Halbleiteranordnung 19 und der Verdrahtungsschicht 22 her. Für die Metallschicht 22 ist eine Doppelschicht aus einer unteren Cr- oder Ti-Schicht und einer darüberliegenden Cu-Schicht geeignet.Finally, by a known process, the metal mask 34 is removed and a metal wiring layer 22 is selectively formed on the specified part of the surface of the exposed electrode 20 of the semiconductor device 19 and on the inclined wall 35, 36 of the through hole 32 in the polyimide film 16 by deposition and/or plating to obtain a desired thickness. The wiring layer 22 provides an electrical connection between the electrodes 20 of the semiconductor device 19 and the wiring layer 22. A double layer of a lower Cr or Ti layer and an overlying Cu layer is suitable for the metal layer 22 .

Bei der vorausgehend beschriebenen Methode wird, nachdem das Loch 32 mit einer schrägen Wand durch selektives Ätzen des Harzfilms 16 gebildet ist, die Halbleiteranordnung 19 an der Befestigungsschicht 17 befestigt, die eine Schicht des doppelschichtigen Harzfilms 16 darstellt. Der Teil der Befestigungsschicht, die am Boden des Lochs 32 frei liegt, und der Teil des Films 16 rund um den Umfang des Lochs werden entfernt, um den Umfangsrand des Lochs abzurunden. Durch das Entfernen des Teils der Befestigungsschicht 17 und durch das Abrunden der Umfangskante der schrägen Wand des Lochs kann eine Unterbrechung der Metallverdrahtung 22 für die äußere Verbindung der Halbleiteranordnung 19 verhindert werden, und daher kann man die elektronische Schaltungsanordnung mit hoher Zuverlässigkeit herstellen.In the method described above, after the hole 32 having an inclined wall is formed by selectively etching the resin film 16 , the semiconductor device 19 is attached to the attachment layer 17 which is a layer of the double-layer resin film 16. The part of the attachment layer exposed at the bottom of the hole 32 and the part of the film 16 around the periphery of the hole are removed to round the peripheral edge of the hole. By removing the part of the attachment layer 17 and rounding the peripheral edge of the inclined wall of the hole, disconnection of the metal wiring 22 for external connection of the semiconductor device 19 can be prevented, and therefore the electronic circuit device with high reliability can be manufactured.

Anhand der Fig. 5 wird im folgenden eine Herstellungsmethode für eine elektronische Schaltungsanordnung erläutert, die den Versteifungsrahmen 24, mehr als eine Halbleiteranordnung 19 und andere elektronische Teile enthält. Gemäß Fig. 5(a) wird zunächst ein Harzfilm 16 als Substrat mit einer Befestigungsschicht 17 auf seiner unteren Oberfläche am Versteifungsrahmen 24 mit großen durchgehenden Öffnungen 40 befestigt. Wie zuvor beschrieben, sind typische Materialien für den Harzfilm 16 ein Polyimidfilm; für die Befestigungsschicht 17 FEP; und für den Versteifungsrahmen 24 Metall, wie Kupfer, Eisen, rostfreier Stahl, Nickel usw., oder ein dicker Polyimidfilm oder ein Keramiksubstrat. Um mit geringen Kosten einen Wärmeableitungseffekt zu schaffen, ist ein geeignetes Material Eisen oder Kupfer. Fig. 5(b) zeigt den Zustand nach der Befestigung. Zu bevorzugende Dicken sind 15 bis 50 µm für den Polyimidfilm 16, 2,5 bis 12,5 µm für die FEP-Schicht 17 und 100 bis 500 µm für denVersteifungsrahmen 24. Die im Versteifungsrahmen 24 gebildeten durchgehenden Löcher 40 können die gleiche Größe wie die Halbleiteranordnungen oder passive Bauelemente, die später befestigt werden sollen, haben. Die Lochabmessungen sind jedoch vorzugsweise etwas größer als diejenigen der Halbleiteranordnungen und passiven Bauelemente, um deren Einsetzen leicht zumachen. Dann werden gemäß Fig. 5(c) im Harzfilm 16 Durchbohrungen 32 für die Verdrahtung gebildet, genau wie bei dem Vorgang gemäß Fig. 4(c). Die Stellen der Durchbohrungen 32 für das Befestigen der Anordnung sollen mit den Positionen der Elektrodenteile der Halbleiteranordnungen und passiven Bauelemente übereinstimmen. Eine Herstellungsmethode für die Durchbohrung 32 ist eine bekannte Plasmaätzung oder chemische Ätzung.A manufacturing method of an electronic circuit assembly including the stiffener frame 24 , more than one semiconductor device 19 and other electronic parts will be explained with reference to Fig. 5. As shown in Fig. 5(a), first, a resin film 16 as a substrate having a fixing layer 17 on its lower surface is fixed to the stiffener frame 24 having large through holes 40. As described above, typical materials for the resin film 16 are a polyimide film; for the fixing layer 17 , FEP; and for the stiffener frame 24 , metal such as copper, iron, stainless steel, nickel, etc., or a thick polyimide film or a ceramic substrate. In order to provide a heat dissipation effect at low cost, a suitable material is iron or copper. Fig. 5(b) shows the state after fixing. Preferable thicknesses are 15 to 50 µm for the polyimide film 16 , 2.5 to 12.5 µm for the FEP layer 17 , and 100 to 500 µm for the stiffening frame 24. The through holes 40 formed in the stiffening frame 24 may have the same size as the semiconductor devices or passive components to be mounted later. However, the hole dimensions are preferably slightly larger than those of the semiconductor devices and passive components to make their insertion easy. Then, as shown in Fig. 5(c), through holes 32 for wiring are formed in the resin film 16 in the same way as in the process shown in Fig. 4(c). The positions of the through holes 32 for mounting the device should coincide with the positions of the electrode parts of the semiconductor devices and passive components. One manufacturing method for the through hole 32 is a known plasma etching or chemical etching.

Anschließend werden mehrere Anordnungen 19, . . . nach deren Einsetzen in die durchgehenden Löcher 40 an der Befestigungsschicht 17 befestigt, wie es in Fig. 5(d) gezeigt ist. Eine Positionierung zur Festlegung der Anordnungen wird automatisch durch die Verwendung der im Versteifungsrahmen 24 gebildeten durchgehenden Löcher 40 als Führungsvorrichtung erreicht. Die Erzeugung der Durchbohrungen 32 zur Befestigung und das Befestigen der Anordnungen muß nicht notwendigerweise in dieser Reihenfolge durchgeführt werden.Then, a plurality of assemblies 19 , . . . are fixed to the fixing layer 17 after being inserted into the through holes 40 as shown in Fig. 5(d). Positioning for fixing the assemblies is automatically achieved by using the through holes 40 formed in the stiffening frame 24 as a guide device. The formation of the through holes 32 for fixing and the fixing of the assemblies do not necessarily have to be carried out in this order.

Dann wird die am Boden des Befestigungsloches 32 frei liegende FEP-Befestigungsschicht 17 durch den Plasmaätzprozeß entfernt, um die Anordnung gemäß Fig. 5(e) zu schaffen. Dieser Prozeß ist nicht immer erforderlich, wenn das Plasmaätzen bereits in dem zuvor erwähnten Schritt zur Bildung der durchgehenden Löcher 40 angewendet worden ist. Wenn jedoch beim Vorgang der Erzeugung der durchgehenden Löcher 40 ein chemisches Ätzen durchgeführt worden ist, bleibt die FEP-Befestigungsschicht 17 am Boden der Durchbohrungen 32 stehen, da die FEP-Schicht 17 gegenüber Chemikalien stabil ist, und folglich ist der Plasmaätzvorgang erforderlich, um die Verdrahtungsbedingung zu erfüllen. In den Löchern 32 werden Elektrodenverdrahtungen 22, . . . von den Elektroden mehrerer Anordnungen 19, . . . erzeugt, wie Fig. 5(f) zeigt.Then, the FEP mounting layer 17 exposed at the bottom of the mounting hole 32 is removed by the plasma etching process to form the array shown in Fig. 5(e). This process is not always necessary if the plasma etching has already been applied in the aforementioned step of forming the through holes 40. However, if chemical etching has been performed in the process of forming the through holes 40 , the FEP mounting layer 17 remains at the bottom of the through holes 32 because the FEP layer 17 is stable to chemicals, and thus the plasma etching process is required to satisfy the wiring condition. Electrode wirings 22 , . . . are formed in the holes 32 from the electrodes of a plurality of arrays 19 , . . . as shown in Fig. 5(f).

Entsprechend dem zuvor beschriebenen Prozeß können die Elektrodenverdrahtungen 22 nach dem Befestigen der elektronischen Teile, die Anordnungen 19, . . ., auf dem Harzsubstrat 16 erzeugt werden. Dies bedeutet, daß die Elektrodenverdrahtungen aller elektronischen Teile gleichzeitig mit hohem Wirkungsgrad ausgeführt werden können, und die Positionierung mehrerer Anordnungen kann man leicht und korrekt durch Verwendung des Versteifungsrahmens 24 als eine Lehre für das Einsetzen ausführen.According to the process described above, the electrode wirings 22 can be formed after mounting the electronic parts, the assemblies 19 , . . ., on the resin substrate 16. This means that the electrode wirings of all the electronic parts can be formed simultaneously with high efficiency. and the positioning of multiple assemblies can be easily and correctly accomplished by using the stiffening frame 24 as a template for insertion.

Ein weiteres Beispiel wird anhand der Fig. 6(a) und 6(b) erläutert. Dabei ist ein Metallrahmen 24 als Versteifungsrahmen vorgesehen, der auch als weiterer Verdrahtungsleiter auf der Rückseite benutzt wird. Verdrahtungsleiter 22 a und 22 b eines spezifizierten Leiters sind durch Niederschlag auf einem Harzfilm 16 gebildet. Der Leiter 22 a ist über Durchgangslöcher 18 a mit der Halbleiteranordnung 19 verbunden. Der Verdrahtungsleiter 22 b ist über ein Durchgangsloch 18 b, das in einem vorbestimmten Teil des Films 16 gebildet ist, elektrisch mit der geeigneten Stelle eines Versteifungsrahmens 24 auf der Rückseite des Films 16 verbunden. Bei diesem Aufbau kann der Versteifungsrahmen 24 als Verdrahtungsleiter verwendet werden, und dies führt dazu, daß man eine höhere Integrationsdichte erhält. Innerhalb der durch gestrichelte Linien 70 und 71 in Fig. 6(a) gezeigten Bereiche sind eine Halbleiteranordnung 19 und andere elektronische Teile 72&min; festgebondet bzw. befestigt. Wenn eine Anzahl elektrischer Teile auf dem Film 16 festgebondet und befestigt ist, ist eine Installation mit einem hohen Integrationsgrad in dem Aufbau nach Fig. 6 möglich, wobei der Versteifungsrahmen 24 als Verdrahtungsleiter einer Mehrschichtverdrahtungsstruktur benutzt werden kann. Bei dieser Mehrschichtverdrahtungsstruktur wird die Verbindung zwischen dem Versteifungsrahmen 24 und dem Verdrahtungsmuster 22 durch die Durchgangslöcher 18 a gleichzeitig mit der Erzeugung der Niederschlagsverdrahtungsleiter 22 a und 22 b ausgeführt, so daß die Struktur korrekt verwirklicht werden kann, ohne daß mehrere Niederschlagsätzungen wiederholt werden.Another example is explained with reference to Figs. 6(a) and 6(b). In this case, a metal frame 24 is provided as a stiffening frame which is also used as another wiring conductor on the back surface. Wiring conductors 22 a and 22 b of a specified conductor are formed by deposition on a resin film 16. The conductor 22 a is connected to the semiconductor device 19 through through holes 18 a . The wiring conductor 22 b is electrically connected to the appropriate position of a stiffening frame 24 on the back surface of the film 16 through a through hole 18 b formed in a predetermined part of the film 16. With this structure, the stiffening frame 24 can be used as a wiring conductor, and this results in obtaining a higher integration density. Within the areas shown by dashed lines 70 and 71 in Fig. 6(a), a semiconductor device 19 and other electronic parts 72' are bonded or fixed. When a number of electrical parts are bonded and fixed on the film 16 , installation with a high degree of integration is possible in the structure of Fig. 6, and the stiffening frame 24 can be used as a wiring conductor of a multilayer wiring structure. In this multilayer wiring structure, the connection between the stiffening frame 24 and the wiring pattern 22 is made through the through holes 18a simultaneously with the formation of the deposition wiring conductors 22a and 22b , so that the structure can be correctly realized without repeating a plurality of deposition etchings.

Ein mit der Struktur der Fig. 6(a) und 6(b) hergestelltes konkretes Beispiel wird anhand der Fig. 7(a) und 7(b) erläutert, die Schritte beim Herstellungsvorgang zeigen.A concrete example manufactured with the structure of Figs. 6(a) and 6(b) is explained with reference to Figs. 7(a) and 7(b), which show steps in the manufacturing process.

Fig. 7(a) zeigt einen gerahmten Träger, bei dem viele Metallrahmen 24 in einem rechteckigen Umfangsrahmen gebildet sind. Ein Teil des Trägers, der sich innerhalb des durch gestrichelte Linien 80 gezeigten Bereichs befindet, wird auf der Rückseite eines Harz- oder Kunststoffilms 16 befestigt, und die Rahmen 24, die als Verdrahtungsleiter dienen sollen, werden anschließend durch Abschneiden des Umfangsrahmenteils 240 (Fig. 7(a)) des Rahmens in mehrere Teile unterteilt, wie in Fig. 7(b) gezeigt ist. An den durch gestrichelte Linien gezeigten Stellen werden auf der Rückseite des Harzfilms 16 elektronische Teile installiert. Fig. 7(a) shows a framed carrier in which many metal frames 24 are formed in a rectangular peripheral frame. A part of the carrier located within the area shown by dashed lines 80 is attached to the back of a resin or plastic film 16 , and the frames 24 to serve as wiring conductors are then divided into several parts by cutting off the peripheral frame part 240 ( Fig. 7(a)) of the frame, as shown in Fig. 7(b). Electronic parts are installed on the back of the resin film 16 at the locations shown by dashed lines.

Fig. 7(b) zeigt den Zustand, in welchem der Versteifungsrahmen 24 auf der Rückseite des Harzfilms 16 befestigt ist. In Fig. 7(b) sind die elektronischen Teile, eine Halbleiteranordnung 19, wie ein LSI, ein Chipwiderstand 81 und ein Chipkondensator 82, auf derselben Hauptfläche (untere Oberfläche) des Harzfilms 16 befestigt, an welcher der Versteifungsrahmen 24 befestigt worden ist. Fig. 7(b) shows the state in which the stiffening frame 24 is attached to the back of the resin film 16. In Fig. 7(b), the electronic parts, a semiconductor device 19 such as an LSI, a chip resistor 81 and a chip capacitor 82 , are attached to the same main surface (lower surface) of the resin film 16 to which the stiffening frame 24 has been attached.

Im folgenden wird der Herstellungsvorgang bis zum Zustand gemäß Fig. 7(b) erläutert. Auf einer der Hauptflächen (untere Oberfläche) eines 10 bis 50 µm dicken Polyimidfilms 16 ist eine Befestigungsschicht 17 aus FEP-Harz oder Epoxyharz angeordnet.The manufacturing process up to the state shown in Fig. 7(b) will be explained below. On one of the main surfaces (lower surface) of a 10 to 50 µm thick polyimide film 16 , a fixing layer 17 made of FEP resin or epoxy resin is arranged.

Ein etwa 150 µm dicker Versteifungsrahmen 24 (Fig. 7(a)) aus Nickel, rostfreiem Stahl oder Kovar (Legierung aus Fe-Ni-Co) wird durch Pressen bei einer erhöhten Temperatur von etwa 300°C befestigt.A stiffening frame 24 ( Fig. 7(a)) of approximately 150 µm thick made of nickel, stainless steel or Kovar (alloy of Fe-Ni-Co) is attached by pressing at an elevated temperature of approximately 300°C.

Der Ausdehnungskoeffizient des isolierenden Harzfilms 16 ist größer als der des metallischen Versteifungsrahmens 24. Daher schrumpft der isolierende Harzfilm 16, wenn seine Temperatur nach dem Befestigungsvorgang auf Raumtemperatur zurückkehrt. Dies ermöglicht den Erhalt einer straffen Harzfilmoberfläche, was ein recht wichtiger Faktor für den folgenden Prozeß ist.The expansion coefficient of the insulating resin film 16 is larger than that of the metallic stiffening frame 24. Therefore, the insulating resin film 16 shrinks when its temperature returns to room temperature after the fixing process. This enables a tight resin film surface to be obtained, which is quite an important factor for the following process.

Durch selektives Ätzen der bestimmten Stellen durch chemisches Ätzen und Plasmaätzen wird eine vorbestimmte Zahl von Durchgangslöchern 18 mit schrägen Wänden im isolierenden Harzfilm 16 und in der darunterliegenden Befestigungsschicht 17 gebildet. Die Halbleiteranordnung 19 und der Chipwiderstand 81 werden bei erhöhter Temperatur auf die Befestigungsschicht 17 gepreßt. Der isolierende Harzfilm 16 und die Befestigungsschicht 17 des Substrats sind transparent, und folglich kann die Positionierung der Durchgangslöcher 18 bezüglich der Elektroden der Halbleiteranordnung 19 leicht ausgeführt werden. Die Dicke des Versteifungsrahmens 24 beläuft sich auf 50 bis 250 µm. Aus Gründen der mechanischen Stärke sollte er dick sein. Wenn die elektronischen Teile, wie die Halbleiteranordnung 19, und der Versteifungsrahmen 24 auf derselben Seite der Befestigungsschicht 17 liegen, wie bei dem zuvor erwähnten Beispiel, sollte die Dicke des Versteifungsrahmens oder -trägers 24 im Hinblick auf den Arbeitsablauf dünner als die der elektronischen Teile sein.By selectively etching the specified locations by chemical etching and plasma etching, a predetermined number of through holes 18 with slanted walls are formed in the insulating resin film 16 and the underlying mounting layer 17. The semiconductor device 19 and the chip resistor 81 are pressed onto the mounting layer 17 at an elevated temperature. The insulating resin film 16 and the mounting layer 17 of the substrate are transparent, and thus the positioning of the through holes 18 with respect to the electrodes of the semiconductor device 19 can be easily carried out. The thickness of the stiffening frame 24 is 50 to 250 µm. It should be thick for reasons of mechanical strength. When the electronic parts such as the semiconductor device 19 and the stiffening frame 24 are located on the same side of the mounting layer 17 as in the aforementioned example, the thickness of the stiffening frame or support 24 should be thinner than that of the electronic parts in view of the workflow.

Cr oder Ti und Cu zur Erzeugung der Verdrahtungsleiter 22 im späteren Herstellungsstadium werden auf der gesamten Oberfläche des isolierenden Harzfilms 16, die der den Versteifungsträger haltenden Oberfläche entgegengesetzt ist, kontinuierlich (im selben Vakuumzustand) aufgedampft. Danach folgt eine Plattierungsbehandlung, wenn ein dickerer Verdrahtungsleiter erforderlich ist. In diesem Zustand werden Elektroden der Halbleiteranordnung 19, Anschlüsse eines Chipwiderstands 81 und einige Teile des Versteifungsträgers 24 über Durchgangslöcher 18 und 18&min; mit den durch CVD (chemische Dampfphasenabscheidung) erzeugten Metalleitern verbunden. Dann wird ein bestimmtes Verdrahtungsmuster 22 erzeugt, indem unnötige Teile der niedergeschlagenen Metallschicht durch einen bekannten photochemischen Ätzvorgang abgeätzt werden. Die zu bevorzugende Breite eines jeden der Verdrahtungsleiter 22 des Verdrahtungsmusters beträgt etwa 75 µm, und deren zu bevorzugende mittlere Abstandsbreite beträgt 75 µm.Cr or Ti and Cu for forming the wiring conductors 22 in the later stage of manufacture are continuously evaporated (in the same vacuum state) on the entire surface of the insulating resin film 16 opposite to the surface holding the stiffener beam. This is followed by plating treatment when a thicker wiring conductor is required. In this state, electrodes of the semiconductor device 19 , terminals of a chip resistor 81 and some parts of the stiffener beam 24 are connected to the metal conductors formed by CVD (chemical vapor deposition) through through holes 18 and 18' . Then, a specific wiring pattern 22 is formed by etching away unnecessary parts of the deposited metal layer by a known photochemical etching process. The preferable width of each of the wiring conductors 22 of the wiring pattern is about 75 µm, and the preferable average pitch width thereof is 75 µm.

Obwohl bei dem vorliegenden Beispiel ein Niederschlag benutzt wird, um die Leiter auf der Vorderseite und auf der Rückseite des isolierenden Harzfilms 16 durch die Durchgangslöcher 18 und 18&min; zu verbinden, sind auch andere Verbindungsmittel, beispielsweise Löten, die Benutzung leitender Paste oder nichtelektrolytisches Plattieren, annehmbar.Although in the present example, deposition is used to connect the conductors on the front and back sides of the insulating resin film 16 through the through holes 18 and 18' , other connecting means such as soldering, use of conductive paste or non-electrolytic plating are also acceptable.

Wie zuvor erläutert, kann die Vielschichtverdrahtungsstruktur gemäß der Erfindung mit beachtlich wenigen Schritten leicht erhalten werden, da die elektrische Verbindung zu beiden Seiten des Harzfilms 16 (durch diesen hindurch) gleichzeitig mit der Erzeugung der Verdrahtungsleiterschicht hergestellt werden kann.As explained above, the multilayer wiring structure according to the invention can be easily obtained with considerably few steps because the electrical connection to both sides of the resin film 16 (through it) can be made simultaneously with the formation of the wiring conductor layer.

Die Dicke des Versteifungsrahmens 24 kann extrem dünn sein und unter mechanischer Spannung stehen, indem der Versteifungsrahmen 24 ursprünglich in eine Form gebracht wird, in der er einen recht breiten rechteckigen Umfangsrahmen 240 am äußersten Teil aufweist, wie es Fig. 7(a) zeigt. Dies führt zu einer leichten und sicheren Handhabung. Am Ende des Herstellungsvorgangs wird der Rahmen an der unterbrochenen Linie 80 zerschnitten, wie es beispielsweise in Fig. 7(b) gezeigt ist, um das vollendete Harzfilmstück mit den Verdrahtungsleitern und dem versteifenden Träger zu bilden.The thickness of the stiffening frame 24 can be extremely thin and under mechanical stress by initially forming the stiffening frame 24 into a shape in which it has a fairly wide rectangular peripheral frame 240 at the outermost part, as shown in Fig. 7(a). This results in easy and safe handling. At the end of the manufacturing process, the frame is cut at the broken line 80 , as shown in Fig. 7(b), for example. to form the completed resin film piece with the wiring conductors and the stiffening support.

Wie die Zeichnung klar erkennen läßt, erstrecken sich Teile des Versteifungsträgers 24 vom isolierenden Harzfilm 16 nach außen, und sie können als Außenanschlüsse der Vorrichtung verwendet werden, da sie über die Durchgangslöcher mit dem Verdrahtungsmuster 22 verbunden sind. Die Vorrichtung erhält einen Feuchtigkeitsschutz, wenn eine Deckschicht aus Silicongummi auf der Seite der elektronischen Vorrichtungen gebildet wird.As clearly shown in the drawing, parts of the stiffener beam 24 extend outward from the insulating resin film 16 , and they can be used as external terminals of the device because they are connected to the wiring pattern 22 through the through holes. The device is provided with moisture protection when a covering layer of silicone rubber is formed on the electronic device side.

Beim vorausgehenden Beispiel dient der Versteifungsträger 24 als Versteifungsrahmen zur Zeit der Herstellung und danach, und Teile von ihm können auch für die Verdrahtung benutzt werden. Dies zeigt, daß eine Vielschichtverdrahtung, auf die nicht verzichtet werden kann, wenn eine Anzahl von Halbleiteranordnungen 19 verwendet wird, und eine resultierende hochgradige Integration leicht zu verwirklichen sind. Für die Vielschichtstruktur wird die Verbindung zwischen den Schichten auf verschiedenen Niveaus durch die Durchgangslöcher 18 zur gleichen Zeit hergestellt, zu welcher die Aufdampfschicht auf einer Oberfläche des isolierenden Harzfilms 16 gebildet wird. Diese Erzeugung wird leicht und korrekt ausgeführt, ohne daß Mustermasken einige Male gewechselt werden oder ohne wiederholtes Niederschlagen und Ätzen.In the foregoing example, the stiffener beam 24 serves as a stiffener frame at the time of manufacture and thereafter, and parts of it can also be used for wiring. This shows that multilayer wiring, which cannot be dispensed with when a number of semiconductor devices 19 are used, and resulting high-level integration are easily realized. For the multilayer structure, the connection between the layers at different levels is made through the through holes 18 at the same time that the vapor deposition layer is formed on a surface of the insulating resin film 16. This formation is easily and correctly carried out without changing pattern masks several times or without repeated deposition and etching.

Nachdem der Versteifungsträger 24 aus dem Rahmen geschnitten ist, ist er in einer komplizierten Form auf einer Oberfläche des isolierenden Harzfilms 16 befestigt, und somit besitzt der Träger der in Fig. 7(b) gezeigten vollendeten Anordnung genügend Stärke, und er wird bei der Handhabung kaum verbogen oder zerbrochen. Es ist auch recht praktisch, daß ein Teil des Versteifungsträgers 24 für Ausgangsanschlüsse der Vorrichtung dient.After the stiffening beam 24 is cut out of the frame, it is fixed in a complicated shape on a surface of the insulating resin film 16 , and thus the beam of the completed assembly shown in Fig. 7(b) has sufficient strength and is hardly bent or broken in handling. It is also quite convenient that a part of the stiffening beam 24 serves for output terminals of the device.

Die Vorrichtung gemäß diesem Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Anordnungen auf einer (unteren) Oberfläche des dünnen Harzfilms 16 und das Verdrahtungsmuster 22 auf der anderen (oberen) Oberfläche des Harzfilms 16 angeordnet sind, daß die Verbindung zwischen diesen über die im Harzfilm 16 gebildeten Durchgangslöcher 18 hergestellt wird, daß der Metallträger 24 auf wenigstens einer Oberfläche des Films 16 gebildet ist, daß ein Teil des Trägers für die Verdrahtung oder Zuleitungsanschlüsse benutzt wird und daß folglich die Vielschichtverdrahtung mit einer geringen endgültigen Dicke von einigen hundert µm verwirklicht wird.The device according to this example is characterized in that the electronic devices are arranged on one (lower) surface of the thin resin film 16 and the wiring pattern 22 on the other (upper) surface of the resin film 16 , that the connection between them is made via the through holes 18 formed in the resin film 16 , that the metal substrate 24 is formed on at least one surface of the film 16 , that a part of the substrate is used for the wiring or lead terminals, and that thus the multilayer wiring is realized with a small final thickness of several hundred µm.

Folglich wird es möglich, die elektronische Schaltungsanordnung kompakt und dünn herzustellen. Es ist auch leicht, die Vorrichtung auf dem Harzfilm 16 zu handhaben, da sie kaum bricht, und daher ist es nicht erforderlich, sie in herkömmlicher Weise in einem Keramikgehäuse dicht einzuschließen.Consequently, it becomes possible to make the electronic circuit assembly compact and thin. It is also easy to handle the device on the resin film 16 because it is hardly broken, and therefore it is not necessary to seal it in a ceramic package in the conventional manner.

Die Vorrichtung gemäß vorausgehend beschriebenem Beispiel belegt eine Fläche, die nur so groß ist wie die Gesamtfläche der elektronischen Vorrichtungen, nämlich die Gesamtfläche der Halbleiteranordnung 19 und der Chipwiderstände 81, und folglich ist sie recht klein im Vergleich zu herkömmlichen elektronischen Schaltungsanordnungen, bei denen ein Keramikgehäuse benutzt wird, und darüber hinaus kostet sie nicht viel.The device according to the example described above occupies an area only as large as the total area of the electronic devices, namely the total area of the semiconductor device 19 and the chip resistors 81 , and thus it is quite small in size compared to conventional electronic circuit devices using a ceramic package, and moreover it is inexpensive.

Bei dem praktischen Beispiel nach Fig. 7 ist der Träger 24 nur auf einer der Oberflächen des isolierenden Harzfilms 16 gebildet. Dieser Träger 24 kann jedoch auf beiden Oberflächen erzeugt werden. Es kann nämlich eine Befestigungsschicht 17, wie FEP-Harz, auf beiden Oberflächen eines isolierenden Harzfilms 16 erzeugt werden, und ein versteifender Träger 24 aus Nickel wird auf der Rückseite (untere Oberfläche) befestigt.In the practical example of Fig. 7, the support 24 is formed only on one of the surfaces of the insulating resin film 16. However, this support 24 may be formed on both surfaces. Namely, a fixing layer 17 such as FEP resin may be formed on both surfaces of an insulating resin film 16 , and a reinforcing support 24 made of nickel is fixed on the back surface (lower surface).

Andererseits wird auf die Vorderseite (obere Oberfläche) eine dünne Kupferfolie gepreßt und auf der gesamten Vorderseite befestigt. Es wird eine Ätzung durchgeführt, um für den Träger auf der oberen Fläche ein bestimmtes Muster zu erhalten. Dann wird die auf der oberen Fläche befindliche Befestigungsschicht an den Teilen, die nicht mit der oberen Trägerfläche bedeckt sind, durch Plasmaätzen entfernt.On the other hand, a thin copper foil is pressed onto the front side (upper surface) and attached to the entire front side. Etching is carried out to obtain a specific pattern for the support on the upper surface. Then, the attachment layer on the upper surface is removed by plasma etching at the parts not covered by the upper support surface.

Die nachfolgenden Prozeßschritte nach der Herstellung der Durchgangslöcher 78 ähneln denen der vorausgehenden Beispiele.The subsequent process steps after the production of the through holes 78 are similar to those of the previous examples.

Es ist auch eine teilweise Photoätzung anwendbar und ein genaues Verdrahtungsmuster erhältlich.Partial photoetching is also applicable and an accurate wiring pattern is available.

Daher ist es möglich, eine Installation mit einer höheren Dichte zu verwirklichen.Therefore, it is possible to realize an installation with a higher density.

Die Vorrichtung nach Fig. 7(b) umfaßt den Harzfilm 16, den Versteifungsrahmen 24, der den isolierenden Harzfilm 16 verstärkt und auf einer oder beiden Oberflächen des isolierenden Harzfilms 16 gebildet ist, elektronische Anordnungen, wie LSI, die auf einer Hauptfläche, die auf der anderen Oberfläche des Harzfilms 16 mit einem speziellen Muster gebildet ist. Bestimmte Anschlüsse der elektronischen Anordnungen und Verdrahtungsschichten sind durch die im isolierenden Harzfilm 16 gebildeten Durchgangslöcher verbunden.The device of Fig. 7(b) comprises the resin film 16 , the reinforcing frame 24 reinforcing the insulating resin film 16 and formed on one or both surfaces of the insulating resin film 16 , electronic devices such as LSI mounted on one main surface formed on the other surface of the resin film 16 with a specific pattern. Certain terminals of the electronic devices and wiring layers are connected through the through holes formed in the insulating resin film 16 .

Auch sind bestimmte Anschlüsse der elektronischen Anordnungen oder der Verdrahtungsschicht mit bestimmten Teilen des Versteifungsrahmens verbunden.Also, certain terminals of the electronic arrangements or the wiring layer are connected to certain parts of the stiffening frame.

Diese Verbindungsmethode verringert die Herstellungskosten, da das recht dünne Substrat verwendet wird, und stellt eine ausreichende Festigkeit sicher.This bonding method reduces manufacturing costs by using a fairly thin substrate and ensures sufficient strength.

Überdies kann eine Vielschichtverdrahtungsstruktur leicht hergestellt werden, und es ist möglich, die elektronischen Teile mit einer höheren Dichte zu installieren.Moreover, a multilayer wiring structure can be easily manufactured, and it is possible to install the electronic parts at a higher density.

Claims

1. Electronic circuit arrangement with a film made of heat-resistant and flexible synthetic resin, on one surface of which there is a pattern of wiring conductors and which has a certain number of through holes, and with at least one electronic component, e.g. a semiconductor element, which is attached to the synthetic resin film on the other side of the synthetic resin film with its body by means of a fastening layer, and whose electrodes are conductively connected to the wiring conductors by means of metal layers extending through the through holes, characterized in that
that the fastening layer ( 17 ) extends to the area of the through holes on the entire other surface of the synthetic resin film ( 16 ) and that a stiffening frame ( 24 ) is attached to the fastening layer ( 17 ),
and that the through holes ( 18, 32 ) have inclined walls with a larger diameter on one surface of the synthetic resin film than on the other surface thereof and a rounded edge in the direction transverse to the edge line of the respective through hole on the one surface.

2. Electronic circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the stiffening frame ( 24 ) consists of metal and is electrically connected to one or more of the wiring conductors ( 22 ) by at least one through hole ( 18' ) with an inclined wall.

3. Electronic circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the stiffening frame ( 24 ) surrounds the semiconductor arrangement ( 19 ).

4. Electronic circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fastening layer ( 17 ) is made of fluorinated ethylene propylene or of epoxy resin.

5. Electronic circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the synthetic resin film ( 16 ) consists of polyimide or polyamide or polyester.

6. Method for producing an electronic circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, in which a pattern of wiring conductors and through holes filled with metallic conductors are formed in the synthetic resin film and the at least one electronic component is mechanically and electrically connected to the synthetic resin film and the through holes filled with metallic conductors, characterized in that first a laminate is formed from the synthetic resin film ( 16 ), the fastening layer ( 17 ) and the stiffening frame ( 24 ), that further a first etching mask ( 31 ) with the pattern of the through holes is produced on the synthetic resin film ( 16 ), wherein the synthetic resin film ( 16 ) and the fastening layer ( 17 ) can be selectively etched by different etching agents,
that the synthetic resin film ( 16 ) is selectively etched using the first etching mask ( 31 ) so that through holes ( 32 ) are produced up to the fastening layer ( 17 ), that at least one electronic component ( 19 ), e.g. a semiconductor element, is fastened to the fastening layer ( 17 ) in such a way that the electrodes ( 20 ) of the respective component come to lie below the holes ( 32 ) previously etched in the synthetic resin film ( 16 ),
that the first etching mask ( 31 ) is removed and a second etching mask ( 34 ) is formed on the synthetic resin film ( 16 ), which leaves larger parts of the synthetic resin film ( 16 ) exposed at the locations of the holes ( 32 ) than the etching mask ( 31 ), that with this second etching mask ( 34 ) the synthetic resin film ( 16 ) and the part of the fastening layer ( 17 ) exposed at the end of the holes ( 32 ) are etched by means of plasma etching, so that through holes are produced which extend up to the electrodes and have an inclined wall with a rounded edge on one surface,
and finally, on the synthetic resin film ( 16 ), the wiring conductors ( 22 ) are formed from a metal layer, which continue in the through holes ( 32 ) up to the electrodes.